JPS646650B2 - - Google Patents

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JPS646650B2
JPS646650B2 JP59047776A JP4777684A JPS646650B2 JP S646650 B2 JPS646650 B2 JP S646650B2 JP 59047776 A JP59047776 A JP 59047776A JP 4777684 A JP4777684 A JP 4777684A JP S646650 B2 JPS646650 B2 JP S646650B2
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JP
Japan
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polyol
polyurethane
aromatic
hydroxyl value
friction
Prior art date
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Expired
Application number
JP59047776A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS60190416A (en
Inventor
Takashi Nishi
Yukio Myazaki
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Toyo Tire Corp
Original Assignee
Toyo Tire and Rubber Co Ltd
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Publication date
Application filed by Toyo Tire and Rubber Co Ltd filed Critical Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Priority to JP59047776A priority Critical patent/JPS60190416A/en
Publication of JPS60190416A publication Critical patent/JPS60190416A/en
Publication of JPS646650B2 publication Critical patent/JPS646650B2/ja
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  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は新規なポリウレタンの製造法に関し、
特に高い熱変形温度を有し、かつ耐摩擦、耐摩耗
性に優れたポリウレタン製造法に関するものであ
る。 硬質ポリウレタン無発泡成形物と発泡成形物に
大別され、無発泡成形物と低発泡成形物はエンジ
ニアリング樹脂として各種機器部品や自動車部品
等に用いられている。 従来の硬質ポリウレタンは、多官能性の脂肪族
又は芳香族のポリオール単量体やポリオキシアル
キレンポリオール、特にポリオキシプロピレンポ
リオール又は多官能性の脂肪族或いは芳香族ポリ
エステルポリオールの一種又それ以上の混合物か
らなるポリオール成分と、脂肪族又は芳香族ポリ
イソシアネート或はポリイソチオシアネートの一
種、又はそれ以上の混合物からなるポリイソシア
ネート成分とを触媒、発泡剤等の存在下で硬化成
形されている。 しかしながら、これらのポリウレタン成形体は
一般に耐熱性に乏しく、耐熱性を評価する尺度と
して熱変形温度(ASTM D―648に準拠して測
定)をとつた場合、従来のポリウレタン成形物は
せいぜい70〜100℃が限度であり、実用強度を有
して100℃を越えることは困難であつた。一方イ
ソシアネートの三量化によつて得られるイソシア
ヌレート基の導入により耐熱性を向上させ得る
が、同時に得られる成形体が極端にもろくなり実
用に耐えないという欠点を生ずる。一般に耐摩
擦、耐摩耗性を向上させるには、二硫化モリブデ
ンや黒鉛が使用されるが、これらの化合物は硬質
ポリウレタンには顕著な効果はなく、むしろ熱変
形温度、引張り強さ、曲げ強さ及び耐衝撃性を低
下させる。そこで耐摩擦、耐摩耗性を向上させる
ため、各種のシリコン樹脂、弗素オリゴマー、チ
タンカツプリング剤、シランカツプリング剤、カ
プセル化オイル等を添加してみたが、何れも含
泡、耐衝撃性、引張り強さ、曲げ強さ等の特性に
おいて劣化することが判明した。また繊維補強も
負の効果しかなかつた。 本発明の目的は高い熱安定性を有すると共に、
耐摩擦、耐摩耗性に優れたポリウレタンを提供す
ることにあり、特に従来の硬質ポリウレタンでは
達成できなかつた少なくとも100℃以上の高い熱
変形温度を有し且つ実用強度、特に耐衝撃性を有
する新規なポリウレタンを提供することにある。 また本発明の目的は低速・高荷重、高速・低荷
重及び高速・高荷重に於ても使用可能な耐熱、耐
摩擦、耐摩耗性のポリウレタンを提供することに
ある。 本発明は水酸基価200〜700の芳香族アミン基体
ポリオキシアルキレンポリオール70〜97重量部及
びポリエーテルポリオールにビニル基を持つモノ
マーをグラフト重合させて得られたポリマーポリ
オール3〜30重量部からなる混合ポリオールを含
有する、少なくとも2官能性の水酸基を有するポ
リオール成分と、少なくとも2官能性のポリイソ
シアネート成分を反応させることを特徴とする熱
変形温度が100℃以上の耐熱、耐摩擦、耐摩耗性
ポリウレタンの製造法に係る。 上記ポリウレタンま耐熱、耐摩擦、耐摩耗性に
優れるが、更に耐衝撃性、曲げ強さ及び伸びを向
上させる目的で、上記ポリオール成分として水酸
基価200〜700の芳香族アミン基体ポリオキシアル
キレンポリオール50〜95重量部及び水酸基価50〜
1830のポリオール5〜50重量部からなる混合ポリ
オールを使用するのが好ましい。 水酸基価50〜1830のポリオールは要求特性に応
じて官能基数、分子量、水酸基価、配合量等を決
定するのが好ましい。例えば曲げ強さ、衝撃強さ
を向上させるにはジオールを使用するのが良く、
耐熱性、曲げ弾性率を高めるには庶糖ベース系、
シユクローズ系のポリオールを用いるのが好まし
い。 更に曲げ強さ、伸びの向上に加えて摩擦係数を
低下させる目的には、上記ポリオール成分として
水酸基価200〜700の芳香族アミン基体ポリオキシ
アルキレンポリオール70〜97重量部及びポリマー
ポリオール3〜30重量部からなる混合ポリオール
を用いるのが好ましい。 一方、より耐熱性を向上させるためには、上記
芳香族アミン基体ポリオキシアルキレンポリオー
ルとポリマーポリオールの混合ポポリオール100
重量部に、更に水酸基価50〜1830のポリオールを
5〜30重量部配合するのが好ましい。 本発明のポリウレタンは各種の分野に使用でき
るが、特に耐熱性と耐摩擦、耐摩耗性を要求され
る各種の工業用部品、例えば摺動材の部品またそ
の他被覆物等として有用である。 上記の少なくとも2官能性の水酸基価200〜
700、好ましくは300〜500の芳香族アミン基体ポ
リオキシアルキレンポリオールは、公知の方法に
よりアニリンなどの芳香族モノアミン又は2,4
―及び2,6―トリレンジアミン(TDA)及び
いわゆる粗製TDA、4,4′―ジアミノジフエニ
ルメタン及びアニリンとホルマリンの縮合により
得られるポリメチレンポリフエニレンポリアミ
ン、オルト又はメタ又はパラフエニレンジアミ
ン、メタ又はパラキシリレンジアミンなどの芳香
族ジアミン及び芳香族ポリアミンの1種又はそれ
以上に、プロピレンオキシド、エチレンオキシド
などのアルキレンオキシドの1種又は2種以上を
付加して得られ、遊離の1級又は2級アミンが実
質的に残つていないポリオールである。 上記の芳香族アミン基体ポリオールは、粘度を
下げ加工性を向上させるため、その合成の段階で
芳香族アミン類に加えて以下の脂肪族グリコール
類等を共開始剤として用いることができる。例え
ばエチレングリコール、ジエチレングリコール、
プロピレングリコール、ジプロピレングリコー
ル、グリセリン、トリメチロールプロパン、グル
コース、ソルビトール、シユクロースなどの多官
能脂肪族グリコール、エタノールアミン、ジエタ
ノールアミン、トリエタノールアミン、エチレン
ジアミンなどの脂肪族アミン及び脂肪族アルカノ
ールアミン類などがあげられ、これら共開始剤
は、芳香族アミン類に対して等モル以下で用いる
のが好ましい。 水酸基価50〜1830のポリオールとしては、具体
的には次のようなポリオールを挙げることができ
る。 (a) 少なくとも2官能性の水酸基を有する水酸基
価50〜850の芳香族ポリオール。 (イ) ハイドロキノン、ピロガロール、4,4′―
イソプロピリデンジフエノールなどの少なく
とも2個の水酸基を有する単環又は多環芳香
族化合物にプロピレンオキシド、エチレンオ
キシドなどのアルキレンオキシドを付加して
得られる水酸基価250〜600のポリオール (ロ) フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、
トリメリツト酸などの芳香族多塩基酸にプロ
ピレンオキシド、エチレンオキシドなどどの
アルキレンオキシドを付加して得られる水酸
基価300〜500のポリオール (ハ) メタキシリレングリコール、パラキシリレ
ングリコール (ニ) フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸な
どの芳香族ジカルボン酸もしくはその無水物
もしくはその低級アルコールエステル、及
び/又はアジピン酸、コハク酸などの脂肪族
ジカルボン酸などを酸成分とし、エチレング
リコール、1,4―ブチレングコール、トリ
メチロールプロパンなどの脂肪族ポリオー
ル、1,4―シクロヘキサンジオール、1,
4―シクロヘキサンジメタノール、β,β,
β′,β′―テトラメチル―2,4,8,10―テ
トラオキサスピロ(5,5)―ウンデカン―
3,9―ジエタノールなどの脂環式ポリオー
ル又は上記(イ)、(ロ)、(ハ)のポリオールをポリオ
ール成分とする水酸基価50〜450のポリエス
テルポリオール (b) 水酸基価800〜1830の多官能脂肪族グリコー
ル。例えばエチレングリコール、ジエチレング
リコール、プロピレングリコール、ジプロピレ
ングリコール、グリセリン、トリエタノールア
ミンなど。 (c) 水酸基価300〜800の多官能脂肪族ポリオー
ル。例えばシユクロース、ソルビトール、グル
コース、ペンタエリスリトール、トリメチロー
ルプロパン、グリセリン、エチレンジアミン、
ジエタノールアミン、水などの1種又は2種以
上にプロピレンオキシド、エチレンオキシドな
どのアルキレンオキシドの1種又は2種以上を
付加したポリオール。 以上列挙したポリオール類は特に好ましいもの
であり、これら以外の水酸基価50〜1830のポリオ
ールを使用することができる。 本発明において、上記ポリマーポリオールはポ
リエーテルポリオールにビニル基を持つモノマー
をグラフト重合させたものであり、その水酸基価
は約56〜200の範囲のものが好ましい。具体例と
して例えば市販品の代表例を示せば、三井日曹製
のPOP31/28、32/30、34/45、36/28、40/45等を
挙げることができる。 又本発明においては、高いHDTと衝撃強度が
得られるばかりでなく、加工性、成形性等をも有
効に向上させ得ることも判つた。ここにいう加工
性の向上とは、芳香族アミン基体ポリオールを導
入したことにより芳香族アミン基体ポリオール単
独はもちろん混合ポリオール液の粘度が低下し、
又ポリオール液とポリイソシアネート液が室温下
でも良く混合するいわゆる相溶性の向上であり、
又芳香族第3級アミンによる適度な自己触媒作用
により化学反応が進行するので、触媒をあえて必
要としない。従つてポリオール液に触媒を加える
必要がないので、ポリオール液の保存安定性に優
れることなどが挙げられる。又成形性の向上とは
少なくとも2官能性の芳香族アミン基体ポリオー
ルによる一次網目の導入により、ポリウレタン成
形品の脱型時の強度が高くなることなどが挙げら
れる。 これらポリオール類は、イソシアネート類との
反応に先だち水分率を0.05%以下、好ましくは
0.02%以下としておく必要がある。またポリイソ
シアネート類も予め脱ガスを十分にしておく。こ
れらを怠ると硬化反応時に不必要な発泡が起こ
る。但し発泡体を得る場合は勿論この限りではな
い。 本発明のポリイソシアネート成分としては、ポ
リウレタン製造分野における各種の少なくとも2
官能性の公知の脂肪族、脂環族及び芳香族ポリイ
ソシアネートを使用できるが、なかでも芳香族ポ
リイソシアネートが特に好適に使用される。例え
ば4,4′―ジフエニルメタンジイソシアネート
(MDI)及びカーボジイミド変性MDI(例えば日
本ポリウレタン社MTL)、ポリメチレンポリフエ
ニルイソシアネート(PAPI)、ポリメリツクポ
リイソシアネート(例えば住友バイエルウレタン
44V)、2,4―及び2,6―トリレンジイソシ
アネート(TDI)、オルトトルイジンジイソシア
ネート(TODI)、ナフチレンジイソシアネート
(NDI)、キシリレンジイソシアネート(XDI)等
が好適に使用される。 ポリオール成分とポリイソシアネート成分は、
ワンシヨツト法でもプレポリマー法でも反応させ
ることができる。ポリオールとポリイソシアネー
トとの反応は、イソシアネートインデツクスとし
て好ましくは、100〜180、特に好ましくは105〜
160の範囲で行うのが適当で、この範囲外ではイ
ソシアネートインデツクスが小さくなつても大き
くなつても耐熱性は低下してくる。この原因は明
らかでないが、実質的なポリマーの分子量が低下
するためと推定される。摩擦係数を下げるために
はイソシアネートインデツクスは100〜115が望ま
しい。しかしポリマーポリオール及びジオールを
添加した場合は反応性が低くなるので、イソシア
ネートインデデツクスを少し高めるのが好まし
い。またより摩擦係数と摩耗性を改善するために
は潤滑油を添加した方がよい。 本発明のポリウレタンの製造に際して触媒は特
に必要としないが、トリエチレンジアミンなどの
3級アミン、ジブチルチンジラウレートなどの有
機金属化合物などの公知の触媒を用いることもで
きる。しかし、イソシアヌレート環を生成するイ
ソシアネート三量化触媒は好ましくない。尚、無
機質充填剤をポリオール又はポリイソシアネート
に予め混合しておくことにより、無機質充填剤含
有ポリウレタンとすることも可能である。無機質
充填剤としてはグラフアイト、炭化珪素、酸化ア
ルミニウム、二硫化モリブデンなどが挙げられ、
硬度、成型収縮率、摩擦係数、耐摩耗性などの改
良に効果がある。また本発明では水、トリフルオ
ロトリクロロエタンなどのハロゲン化炭化水素、
アゾビスイソブチロニトリルなどの有機発泡剤を
用いることにより発泡体とすることも可能ある。 本発明において硬化反応例えば次のように行う
ことができる。先ず配合物の液温を室温〜120℃
とし、注型する型の温度を50〜120℃として注型、
硬化して脱型する。本発明の硬化成形体はそのま
までも従来のポリウレタン成形体よりも高い
HDTを有しているが、更に140〜180℃の温度で
熱処理を行うことにより、衝撃強度等の特性を向
上させることができる。熱処理は空気又は窒素な
どの不活性ガス雰囲気中で行うことができる。 以下に実施例を挙げて本発明を説明する。 参考例 1〜5 2,4―トリレンジアミン(TDA)1モルに
対して、プロピレンオキシド5.6モル、エチレン
オキシド2.6モルを付加反応して得られたOH価
400のTDA基体ポリオール(武田薬品工業製
「GR―30」)900g、分子量200のジオール[三洋
化成製、「サンニツクスPP―200」、OH価560]
100g、6官能のシユクローズ系ポリオール[三
井日曹製、「HS―700A」、OH価460]100gをそ
れぞれ別々に100℃に加熱し真空脱水した。 またカーボジイミド変性MDI(日本ポリウレタ
ン社、「ミリオネートMTL}、NCO含有量28.8
%)1000gを80℃に加熱し、減圧脱水した。そし
て第1表の配合に基づいて、これらポリオール成
分をビーカーに添加し、次いでMTLについても
第1表のごとく添加し、ビーカー中で40秒間プロ
ペラ型撹拌機で撹拌し、次いで1分間真空デシケ
ーター中で脱泡した。この混合液を直ちに90℃に
加熱した内寸130mm×130mm×6mmの組立て式ガラ
スモールドに注ぎこみ、100℃の空気恒温槽中で
30分間反応させた後、硬化物を型より取出した。
この間気泡の発生はみられなかつた。次いで160
℃の空気恒温槽中で2時間熱処理を行い、無発泡
の強靭な硬質ポリウレタンを得た。 得られたポリウレタンの熱変形温度をASTM、
D68により荷重18.6Kg/cm2の条件下で、曲げ弾
性率をASTM、D790により、アイゾツト衝撃値
をASTM、D256によりノツチ付の条件下で、摩
擦係数を東洋ボールドウイン社製の摩擦試験機に
より、乾燥状態、20m/min、5〜60Kg/cm2の条
件下で測定した。 実施例 1〜4 ポリマーポリオール[三井日曹製、「POP40/
45」、OH価110]100gを100℃に加熱して真空脱
水した。第2表の配合に基づいて参考例1〜5と
同様にして硬質ポリウレタンを得た。尚GR―
30、MTL及びHS―700A参考例1〜5調整した
ものを使用した。
The present invention relates to a novel method for producing polyurethane,
It particularly relates to a method for producing polyurethane that has a high heat distortion temperature and excellent friction and abrasion resistance. Rigid polyurethane is broadly classified into non-foamed molded products and foamed molded products, and non-foamed molded products and low-foamed molded products are used as engineering resins in various equipment parts, automobile parts, etc. Conventional rigid polyurethanes are mixtures of one or more polyfunctional aliphatic or aromatic polyol monomers, polyoxyalkylene polyols, especially polyoxypropylene polyols, or polyfunctional aliphatic or aromatic polyester polyols. and a polyisocyanate component consisting of one or more aliphatic or aromatic polyisocyanates or polyisothiocyanates are cured and molded in the presence of a catalyst, a blowing agent, etc. However, these polyurethane molded products generally have poor heat resistance, and when heat distortion temperature (measured according to ASTM D-648) is used as a measure to evaluate heat resistance, conventional polyurethane molded products have a heat distortion temperature of 70 to 100 at most. ℃ was the limit, and it was difficult to exceed 100℃ with practical strength. On the other hand, heat resistance can be improved by introducing isocyanurate groups obtained by trimerization of isocyanate, but at the same time, the resulting molded product becomes extremely brittle and cannot be put into practical use. Generally, molybdenum disulfide and graphite are used to improve friction and wear resistance, but these compounds have no significant effect on hard polyurethane, but rather improve heat distortion temperature, tensile strength, and bending strength. and reduce impact resistance. In order to improve friction and abrasion resistance, we tried adding various silicone resins, fluorine oligomers, titanium coupling agents, silane coupling agents, encapsulated oil, etc., but none of them had foam-containing, impact resistance, It was found that properties such as tensile strength and bending strength deteriorated. Furthermore, fiber reinforcement had only a negative effect. The object of the present invention is to have high thermal stability and
Our objective is to provide polyurethane with excellent friction and abrasion resistance, and in particular, to provide a new polyurethane that has a high heat distortion temperature of at least 100°C, which could not be achieved with conventional hard polyurethane, and has practical strength, especially impact resistance. Our goal is to provide polyurethane that is of the highest quality. Another object of the present invention is to provide a heat-resistant, friction-resistant, and abrasion-resistant polyurethane that can be used at low speeds and high loads, high speeds and low loads, and high speeds and high loads. The present invention is a mixture consisting of 70 to 97 parts by weight of an aromatic amine-based polyoxyalkylene polyol with a hydroxyl value of 200 to 700 and 3 to 30 parts by weight of a polymer polyol obtained by graft polymerizing a monomer having a vinyl group to a polyether polyol. A heat-resistant, friction-resistant, and abrasion-resistant polyurethane with a heat distortion temperature of 100°C or higher, characterized by reacting a polyol component containing a polyol and having at least a difunctional hydroxyl group with an at least difunctional polyisocyanate component. Relating to the manufacturing method. The above polyurethane has excellent heat resistance, friction resistance, and abrasion resistance, but in order to further improve impact resistance, bending strength, and elongation, the above polyol component is an aromatic amine-based polyoxyalkylene polyol 50 with a hydroxyl value of 200 to 700. ~95 parts by weight and hydroxyl value 50~
Preferably, a mixed polyol consisting of 5 to 50 parts by weight of 1830 polyol is used. The number of functional groups, molecular weight, hydroxyl value, blending amount, etc. of the polyol having a hydroxyl value of 50 to 1830 are preferably determined depending on the required properties. For example, it is best to use diols to improve bending strength and impact strength.
To increase heat resistance and flexural modulus, use sucrose-based,
It is preferable to use a sucrose polyol. Furthermore, for the purpose of reducing the coefficient of friction in addition to improving bending strength and elongation, 70 to 97 parts by weight of an aromatic amine-based polyoxyalkylene polyol with a hydroxyl value of 200 to 700 and 3 to 30 parts by weight of a polymer polyol are added as the polyol components. Preference is given to using mixed polyols consisting of 1. On the other hand, in order to further improve heat resistance, a mixed polyol 100 of the above aromatic amine-based polyoxyalkylene polyol and polymer polyol is used.
Preferably, 5 to 30 parts by weight of a polyol having a hydroxyl value of 50 to 1830 is further added to the weight part. The polyurethane of the present invention can be used in various fields, and is particularly useful as various industrial parts that require heat resistance, friction resistance, and wear resistance, such as sliding material parts and other coatings. The above-mentioned at least bifunctional hydroxyl value 200~
Aromatic amine-based polyoxyalkylene polyols having a molecular weight of 700, preferably 300 to 500, can be prepared using known methods such as aromatic monoamines such as aniline or 2,4
- and 2,6-tolylene diamine (TDA) and so-called crude TDA, 4,4'-diaminodiphenylmethane and polymethylene polyphenylene polyamines obtained by condensation of aniline and formalin, ortho- or meta- or para-phenylene diamines. , a free primary compound obtained by adding one or more alkylene oxides such as propylene oxide and ethylene oxide to one or more aromatic diamines and aromatic polyamines such as meta- or para-xylylene diamine. Or it is a polyol in which substantially no secondary amine remains. In order to lower the viscosity and improve the processability of the above-mentioned aromatic amine-based polyol, in addition to the aromatic amines, the following aliphatic glycols and the like can be used as co-initiators in the synthesis stage. For example, ethylene glycol, diethylene glycol,
Examples include polyfunctional aliphatic glycols such as propylene glycol, dipropylene glycol, glycerin, trimethylolpropane, glucose, sorbitol, and sucrose, aliphatic amines and aliphatic alkanolamines such as ethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, and ethylenediamine. These co-initiators are preferably used in an equimolar or less amount relative to the aromatic amine. Specific examples of polyols having a hydroxyl value of 50 to 1830 include the following polyols. (a) An aromatic polyol having a hydroxyl value of 50 to 850 and having at least difunctional hydroxyl groups. (a) Hydroquinone, pyrogallol, 4,4'-
Polyol with a hydroxyl value of 250 to 600 obtained by adding an alkylene oxide such as propylene oxide or ethylene oxide to a monocyclic or polycyclic aromatic compound having at least two hydroxyl groups such as isopropylidene diphenol (b) Phthalic acid, isophthalic acid acid, terephthalic acid,
Polyols with a hydroxyl value of 300 to 500 obtained by adding any alkylene oxide such as propylene oxide or ethylene oxide to an aromatic polybasic acid such as trimellitic acid (c) Meta-xylylene glycol, para-xylylene glycol (d) Phthalic acid, isophthalic acid Acid, aromatic dicarboxylic acid such as terephthalic acid, its anhydride or its lower alcohol ester, and/or aliphatic dicarboxylic acid such as adipic acid, succinic acid, etc. as the acid component, and ethylene glycol, 1,4-butylene glycol. , aliphatic polyols such as trimethylolpropane, 1,4-cyclohexanediol, 1,
4-Cyclohexane dimethanol, β, β,
β',β'-tetramethyl-2,4,8,10-tetraoxaspiro(5,5)-undecane-
Polyester polyol with a hydroxyl value of 50 to 450, whose polyol component is an alicyclic polyol such as 3,9-diethanol or the polyol of (a), (b), or (c) above (b) Polyfunctional polyester polyol with a hydroxyl value of 800 to 1830 Aliphatic glycols. For example, ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, glycerin, triethanolamine, etc. (c) A polyfunctional aliphatic polyol with a hydroxyl value of 300 to 800. For example, sucrose, sorbitol, glucose, pentaerythritol, trimethylolpropane, glycerin, ethylenediamine,
A polyol in which one or more alkylene oxides such as propylene oxide and ethylene oxide are added to one or more of diethanolamine and water. The polyols listed above are particularly preferred, and polyols other than these having a hydroxyl value of 50 to 1830 can be used. In the present invention, the polymer polyol is a polyether polyol graft-polymerized with a monomer having a vinyl group, and preferably has a hydroxyl value in the range of about 56 to 200. Specific examples of typical commercially available products include POP31/28, 32/30, 34/45, 36/28, and 40/45 manufactured by Mitsui Nisso. It has also been found that in the present invention, not only high HDT and impact strength can be obtained, but also workability, moldability, etc. can be effectively improved. The improved processability mentioned here means that by introducing the aromatic amine-based polyol, the viscosity of the aromatic amine-based polyol alone as well as the mixed polyol liquid is reduced.
It also improves so-called compatibility, where the polyol liquid and polyisocyanate liquid mix well even at room temperature.
Further, since the chemical reaction proceeds due to the moderate autocatalytic action of the aromatic tertiary amine, no catalyst is intentionally required. Therefore, since there is no need to add a catalyst to the polyol liquid, the storage stability of the polyol liquid is excellent. Furthermore, improvement in moldability includes increasing the strength of the polyurethane molded product upon demolding due to the introduction of a primary network using at least a bifunctional aromatic amine-based polyol. These polyols have a moisture content of 0.05% or less, preferably
It is necessary to keep it below 0.02%. Also, the polyisocyanates should be sufficiently degassed in advance. If these are neglected, unnecessary foaming will occur during the curing reaction. However, this is of course not the case when obtaining a foam. The polyisocyanate component of the present invention includes at least two types of polyisocyanate components in the field of polyurethane production.
Known functional aliphatic, cycloaliphatic and aromatic polyisocyanates can be used, among which aromatic polyisocyanates are particularly preferred. For example, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI) and carbodiimide-modified MDI (e.g. Nippon Polyurethane Co., Ltd. MTL), polymethylene polyphenyl isocyanate (PAPI), polymeric polyisocyanate (e.g. Sumitomo Bayer Urethane)
44V), 2,4- and 2,6-tolylene diisocyanate (TDI), orthotoluidine diisocyanate (TODI), naphthylene diisocyanate (NDI), xylylene diisocyanate (XDI), and the like are preferably used. The polyol component and polyisocyanate component are
The reaction can be carried out either by a one-shot method or a prepolymer method. The reaction between polyol and polyisocyanate preferably has an isocyanate index of 100 to 180, particularly preferably 105 to 180.
It is appropriate to carry out the test within the range of 160; outside this range, heat resistance decreases regardless of whether the isocyanate index becomes smaller or larger. Although the cause of this is not clear, it is presumed that it is due to a decrease in the substantial molecular weight of the polymer. In order to lower the coefficient of friction, the isocyanate index is preferably 100 to 115. However, since the reactivity decreases when polymer polyols and diols are added, it is preferable to slightly increase the isocyanate index. Furthermore, in order to further improve the friction coefficient and abrasion properties, it is better to add lubricating oil. Although a catalyst is not particularly required for producing the polyurethane of the present invention, known catalysts such as tertiary amines such as triethylene diamine and organometallic compounds such as dibutyltin dilaurate can also be used. However, isocyanate trimerization catalysts that produce isocyanurate rings are not preferred. Incidentally, it is also possible to obtain an inorganic filler-containing polyurethane by mixing the inorganic filler with the polyol or polyisocyanate in advance. Inorganic fillers include graphite, silicon carbide, aluminum oxide, molybdenum disulfide, etc.
It is effective in improving hardness, mold shrinkage, friction coefficient, wear resistance, etc. In addition, in the present invention, water, halogenated hydrocarbons such as trifluorotrichloroethane,
It is also possible to form a foam by using an organic blowing agent such as azobisisobutyronitrile. In the present invention, the curing reaction can be carried out, for example, as follows. First, adjust the liquid temperature of the compound from room temperature to 120℃.
Then, the temperature of the mold to be cast is set to 50 to 120℃,
Harden and demold. The cured molded product of the present invention is higher than the conventional polyurethane molded product as it is.
Although it has HDT, properties such as impact strength can be improved by further performing heat treatment at a temperature of 140 to 180°C. The heat treatment can be performed in an inert gas atmosphere such as air or nitrogen. The present invention will be explained below with reference to Examples. Reference Examples 1 to 5 OH value obtained by addition reaction of 5.6 mol of propylene oxide and 2.6 mol of ethylene oxide to 1 mol of 2,4-tolylene diamine (TDA)
400 TDA-based polyol (Takeda Pharmaceutical Co., Ltd. "GR-30") 900 g, molecular weight 200 diol [Sanyo Chemical Co., Ltd., "Sannix PP-200", OH value 560]
100 g of hexafunctional sucrose polyol [manufactured by Mitsui Nisso, "HS-700A", OH value 460] were each heated separately to 100° C. and dehydrated in vacuum. In addition, carbodiimide-modified MDI (Japan Polyurethane Co., Ltd., "Millionate MTL"), NCO content 28.8
%) 1000g was heated to 80°C and dehydrated under reduced pressure. Then, based on the formulation in Table 1, these polyol components were added to a beaker, and then MTL was also added as shown in Table 1, stirred in the beaker for 40 seconds with a propeller type stirrer, and then placed in a vacuum desiccator for 1 minute. The bubbles were defoamed. This mixed solution was immediately poured into a prefabricated glass mold with inner dimensions of 130 mm x 130 mm x 6 mm heated to 90°C, and placed in an air constant temperature bath at 100°C.
After reacting for 30 minutes, the cured product was taken out from the mold.
During this time, no bubbles were observed. then 160
Heat treatment was performed for 2 hours in an air constant temperature bath at 0.degree. C. to obtain a non-foamed, tough, rigid polyurethane. The heat distortion temperature of the obtained polyurethane is determined by ASTM,
D68 was used to measure the flexural modulus under a load of 18.6 kg/cm 2 using ASTM, D790 was used to measure the Izot impact value using ASTM, D256 was used under notched conditions, and the friction coefficient was measured using a Toyo Baldwin friction tester. , dry condition, 20 m/min, and 5 to 60 Kg/ cm2 . Examples 1 to 4 Polymer polyol [manufactured by Mitsui Nisso, “POP40/
45'', OH value 110] was heated to 100°C and dehydrated in vacuum. Rigid polyurethanes were obtained in the same manner as in Reference Examples 1 to 5 based on the formulations shown in Table 2. Nao GR-
30, MTL and HS-700A Reference Examples 1 to 5 were used.

【表】【table】

【表】【table】

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Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 水酸基価200〜700の芳香族アミン基体ポリオ
キシアルキレンポリオール70〜97重量部及びポリ
エーテルポリオールにビニル基を持つモノマーを
グラフト重合させて得られたポリマーポリオール
3〜30重量部からなる混合ポリオールを含有す
る、少なくとも2官能性の水酸基を有するポリオ
ール成分と、少なくとも2官能性のポリイソシア
ネート成分を反応させることを特徴とする熱変形
温度が100℃以上の耐熱、耐摩擦、耐摩耗性ポリ
ウレタンの製造法。
1 A mixed polyol consisting of 70 to 97 parts by weight of an aromatic amine-based polyoxyalkylene polyol with a hydroxyl value of 200 to 700 and 3 to 30 parts by weight of a polymer polyol obtained by graft polymerizing a monomer having a vinyl group to a polyether polyol. Production of a heat-resistant, friction-resistant, and abrasion-resistant polyurethane with a heat distortion temperature of 100°C or higher, characterized by reacting a polyol component having at least a difunctional hydroxyl group with an at least difunctional polyisocyanate component. Law.
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